KR101035969B1 - 열 발생 기구로부터 발생되는 폐가스의 폐열 회수장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐열 회수장치에 관한 것이다.

본 발명은 보일러, 소각로, 냉온수기, 발전기 등의 열 발생 기구로부터 발열된 열량을 소정의 목적에 사용되고, 연소가스가 연도를 통해 외부로 방출되는 폐가스 중의 잔여 열량을 재활용할 수 있도록 한 폐열 회수 장치에 있어서, 폐가스를 방출시키기 위해 설치된 상기 연도에 결착되어 상기 폐가스를 소정의 잔여 열량과 함께 유도되도록 하는 덕트; 상기 덕트를 통해 상기 폐가스의 유입과 배출을 유도하는 것으로 상기 덕트의 공간에서 하나의 공간으로 개방되어 있는 유도관; 상기 유도관의 내부에 지축로 회전 가능하게 결합되어 상기 폐가스의 유입과 배출을 조절하는 자동 조절수단; 및 상기 유도관에 연결되어 급수 예열기 내부로 유도하여 파이프 수관 사이로 공간을 통과한 상기 폐가스를 유도관으로 배출을 유도하여 상기 덕트를 지나 상기 연도를 통해 상기 폐가스가 방출되도록 하는 유도실;을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐열 회수장치를 제공한다.

폐열, 폐가스, 배기가스, 덕트, 댐퍼, 열교환기

Description

열 발생 기구로부터 발생되는 폐가스의 폐열 회수장치{Waste heat recovering device of waste gas production from hot-air ballon}

본 발명은 보일러, 소각로, 냉온수기, 발전기 등의 열 발생 기구로부터 발열된 열량을 소정의 목적에 사용되고 연소가스가 연도를 통해 외부로 방출되는 폐가스중의 잔여열량을 재활용할 수 있게하는 폐열 회수 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 보일러, 소각로, 냉온수기, 발전기 등의 열 발생 기구로부터 배출되는 고온의 배기가스의 폐가스로부터 폐열을 회수하는 열교환기 설치시에 덕트를 통해 폐가스의 유입과 배출을 유도하는 유도관을 덕트의 공간에서 하나의 공간으로 개방되어지게 구성하면서 유도관의 내부에서 폐가스의 유입과 배출을 조절하는 자동 조절수단이 하나로 구성하여 설비 비용을 현저히 감소시킬 수 있고, 정확한 양방향의 유량 조절이 가능하며, 설치 공간을 줄일 수 있는 열 발생 기구로부터 발생되는 폐가스의 폐열 회수장치에 관한 것이다.

종래에 열 발생 기구로부터 발생시킨 소정의 열량을 그 사용목적에 따른 사용처에 이용된 후 연료 연소시 발생된 연소가스등은 연도를 통해 방출하게 되는 통 상의 연소과정에서 연소가스 중 방출되는 폐가스 내에 잔여 열량을 재활용할 수 있게 된 폐열 회수 장치로써 여러 형태의 것이 사용되고 있으나 도 1에 도시한 바와 같이 고온의 배기가스로부터 폐열을 회수하는 폐열회수 열교환기 설치시 이 열교환기 전후 방향으로 바이패스 덕트(20) 및 댐퍼(10)를 설치하고, 또한, 바이패스 덕트(20)의 입구측에 또 다른 댐퍼(10)를 추가로 구성하는 등 댐퍼를 총 3개로 구성하여 폐열을 회수하는 것이다.

이러한 종래의 폐열회수 열교환기는 덕트(20)의 표면적이 넓어 방열의 손실이 많을 수밖에 없으므로, 열의 회수 효율이 낮아 실제 산업에 이용되지 못할 뿐만 아니라 그 구조가 복잡함에 따라 제조단가 상승되는 문제점이 있다.

그리고, 3개의 댐퍼(10)를 설치하는 공간을 마련해야하고, 그 공간을 마련함과 동시에 바이패스 덕트(20) 길이가 길어져 폐열 회수장치의 크기가 커지며 많은 공간을 차지하는 문제점이 있다.

또한, 3개의 댐퍼(10)와 그 공간을 구성한 큰 공간을 차지하게 되는 폐열 회수장치는 폐가스가 진입하여 각각의 댐퍼(10)를 지나면서 길이가 긴 바이패스 덕트(20)에서 유도되는 동안 열교환기(30)에 진입하는 흐름이 분산되며, 순환속도가 저하되는 등의 문제로 폐가스의 폐열 손실이 너무 커서 비능률적인 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 덕트를 통해 폐가스의 유입과 배출을 유도하는 유도관의 내부에 폐가스의 유입과 배출을 조절하는 자동 조절수단을 회전 가능하게 구성하여 설비 비용을 현저히 감소시킬 수 있고, 고온의 폐열을 가진 폐가스의 이동 경로가 짧아 열 손실을 최소화하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 유도관과 자동 조절수단을 하나로 형성되어 청소와 점검 필요시에도 자동 조절수단의 작동에 의해 열사용 기구를 정상 가동할 수 있으며, 정확한 양방향의 유량 조절이 가능하며, 설치 공간을 줄이는 데 그 목적이 있다.

본 발명은 보일러, 소각로, 냉온수기, 발전기 등의 열 발생 기구로부터 발열된 열량을 소정의 목적에 사용되고, 연소가스가 연도를 통해 외부로 방출되는 폐가스 중의 잔여 열량을 재활용할 수 있도록 한 폐열 회수 장치에 있어서, 폐가스를 방출시키기 위해 설치된 상기 연도에 결착되어 상기 폐가스를 소정의 잔여 열량과 함께 유도되도록 하는 덕트; 상기 덕트를 통해 상기 폐가스의 유입과 배출을 유도하는 것으로 상기 덕트의 공간에서 하나의 공간으로 개방되어 있는 유도관; 상기 유도관의 내부에 지축으로 회전 가능하게 결합되어 상기 폐가스의 유입과 배출을 조절하는 자동 조절수단; 및 상기 유도관에 연결되어 급수 예열기 내부로 유도하여 파이프 수관 사이로 공간을 통과한 상기 폐가스를 유도관으로 배출을 유도하여 상기 덕트를 지나 상기 연도를 통해 상기 폐가스가 방출되도록 하는 유도실;을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐열 회수장치를 제공한다.

또한, 본 발명의 상기 자동 조절수단은 상기 유도관의 지축에 회전 가능하게 결합되어 좌, 우 회전 각도를 조절하여 선택적으로 폐가스의 입출량과 방출량을 조절하는 것을 특징으로 하는 폐열 회수장치를 제공한다.

또한, 상기 유도관에는 상기 자동 조절수단의 회전 방향에 따라 상기 폐가스가 유입되는 유입관과 이 폐가스가 배출되는 배출관이 형성되는 것을 특징으로 하는 폐열 회수장치를 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 유도관의 내부에서 폐가스의 유입과 배출을 조절하는 자동 조절수단을 유도관에 회전 가능하게 구성하여 설비 비용을 현저히 감소시킬 수 있고, 고온의 폐열을 가진 폐가스의 이동 경로가 짧아 열 손을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 유도관과 자동 조절수단을 하나로 형성되어 청소와 점검 필요시에도 자동 조절수단의 작동에 의해 열사용 기구를 정상 가동할 수 있으며, 정확한 양방향의 유량 조절이 가능하며, 설치 공간을 줄일 수 있는 효과가 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 폐가스를 방출시키기 위해 유도 설치된 연도 중간에 결착되어 폐가스를 소정의 잔여 열량과 함께 유도되도 록하는 직선통로의 덕트, 상기 덕트를 통해 폐가스의 유입과 배출을 유도하는 것으로 덕트의 공간에서 하나의 공간으로 개방되어 있는 유도관 및 상기 유도관의 내부에 지축로 유착되어 폐가스의 유입과 배출을 조절하는 자동 조절수단, 상기 유도관에 연결되어 급수예열기 내부로 유도하여 파이프 수관 사이로 공간을 통과한 폐가스를 유도관으로 배출을 유도하여 덕트를 지나 연도를 통해 폐가스가 방출되도록 하는 경로인 유도실로 구성된 것을 특징으로 하는 열 발생 기구로부터 발생되는 폐가스의 폐열 회수장치를 제공함으로써 달성하였다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 열 발생 기구로부터 발생되는 폐가스의 폐열 회수장치의 구성도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 폐열 회수장치(100)는 보일러, 소각로, 등의 발열된 열량을 소정의 목적에 사용되고, 연소가스가 연도(102)를 통해 외부로 방출되는 폐가스 중의 잔여 열량을 재활용할 수 있도록 한 폐열 회수장치(100)에 관한 것이다.

이러한, 본 발명의 폐열 회수장치(100)는 폐가스를 방출시키기 위해 유도 설치된 연도(102)중간에 결착된 덕트(110)를 통해 폐가스가 소정의 잔여 열량과 함께 덕트(110)내로 유도되도록 직선 통로를 차단하는 자동 조절수단(130)에 의해 개방된 유도관(120)의 유입관(122)으로 폐가스가 유입되고, 폐가스는 유도실(140)을 따라 급수예열기(104)를 통과하여 다시 유도실(140)을 따라 유도관(120)의 배출 관(124)으로 배출되어 덕트(110)를 통해 배출된다.

아울러, 상기 폐열 회수장치(100)는 대형 보일러 및 열 발생 기구로부터 발열된 열량을 소정의 목적에 사용하고, 연소가스가 연도를 통해 외부로 방출되는 폐가스 중의 잔여 열량을 재활용할 수 있는 폐가스를 방출시키기 위해 설치된 연도(102) 중간에 직선통로인 덕트(110)가 결착되어 폐가스를 소정의 잔여 열량과 함께 소정의 공간으로 유도되도록 한다.

덕트(110)를 통해 보일러 또는 임의의 열 발생 기구로부터 발생되는 폐가스가 소정의 공간으로 유도되도록 하는 입구 공간으로 유입과 배출을 유도하는 유도관(120)은 덕트(110)의 공간에서 하나의 공간으로 개방되어 있다.

아울러, 도 3은 본 발명에 따른 열 발생 기구로부터 발생되는 폐가스의 폐열 회수장치의 자동 조절수단이 작동하는 상태를 나타낸 도면이다.

도시된 바와 같이, 자동 조절수단(130)은 유도관(120)의 내부에 지축(132)으로 회전 가능하게 결합되어 선택적으로 좌측 또는 우측 방향으로 회전하면서 유도관(120)에 형성된 유입관(122) 및 배출관(124)을 개방 또는 차단하는 것이다.

이러한 자동 조절수단(130)은 유입관(122)을 개방하도록 회전하면, 폐가스가 유입관(122)을 통해 유도실(140)측으로 유입되고, 이때 배출관(124)측 역시 개방되어 급수 예열기(104)를 통과한 폐가스가 배출관(124)을 통해 배출된다.

여기서, 급수 예열기(104)는 급수관(108)측의 제 1 단과 송출관(109)측의 제 2 단으로 구성되며, 이 제 1 단 및 제 2 단이 분리 가능하게 결합됨으로써, 부분 교체를 통해 저온 부식을 방지하고, 파손 등에 의한 교체가 용이하게 이루어질 수 있도록 구성되는 것이 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니다.

유도실(140)은 급수예열기(104)의 전, 후 방향에 각각 설치되어 급수 예열기(104) 내부에 구비된 파이프 수관(106) 사이로 통과한 폐가스를 유도관(120)으로 배출을 유도하여 덕트(110)를 지나 연도(102)를 통해 폐가스가 방출되도록 하는 경로이다.

즉, 유도실(140)은 폐가스가 유도관(120)의 유입관(122)에서 급수 예열기(104)로 진입하도록 급수 예열기(104)의 전방에 설치되고, 폐가스가 급수 예열기(104)를 통과하여 배출관(124)을 통해 배출되도록 급수 예열기(104)의 후방에 설치되어 각각 유입관(122) 및 배출관(124)과 급수 예열기(104)를 연결하는 구성요소이며, 폐가스가 단방향으로 원활히 이동하도록 한다.

아울러, 유도관(120)에 회전 가능하게 결합되는 자동 조절수단(130)의 회전 각도를 조절하여 선택적으로 상황에 따라 사용할 수 있게 함으로써, 폐가스의 입출량과 방출량을 조절할 수 있게 된다.

즉, 유도관(120)에 장착된 자동 조절수단(130)의 좌,우 회전하는 개방회전 각도를 조절함에 따라 유도관(120)에서 유도실(140)로 이동하는 폐가스의 양을 조절할 수 있는 것이다.

또한, 소정의 열 발생 기구로부터 발생되는 폐가스 용량이 초과되거나 상황에 따라 폐가스를 직접 연도(102)를 통해 배출해야하는 때에는 도 4에 도시한 바와 같이 자동 조절수단(130)을 회전시킴으로써, 덕트(110)에 소정의 공간으로 개방된 유도관(120)을 차폐시켜 열 발생 기구로부터 발생된 폐가스가 유도관(120)으로 연 결되는 급수예열기(104)를 통하지 않고 직선적으로 사용자의 조작에 의해 배출할 수 있게 덕트(110)와 연결된 연도(102)가 완전히 개방되어 연도(102)에서 덕트(110)를 지나 연도(102)로 폐가스가 방출되게 한다.

즉, 자동 조절수단(130)의 회전으로 인해 유도관(120)의 유입관(122) 및 배출관(124)을 개방하면, 이 유입관(122) 및 배출관(124) 사이의 덕트(110)가 완전 밀폐되어 폐가스가 유입관(122)을 통해 급수 예열기(104)로 유입되며, 급수 예열기(104)를 통과한 폐가스는 배출관(124)을 통해 배출되고, 자동 조절수단(130)을 반대 방향으로 회전시키면, 유입관(122) 및 배출관(124)이 밀폐됨과 동시에 덕트(110)가 개방되어 연도(102)를 통해 유입되는 폐가스가 직접 덕트(110)를 지나 배출되는 것이다.

이러한, 유도관(120)에 장착된 자동 조절수단(130)은 외곽에 모터(도면 미 도시)를 장착하여 단계별 제어 조작이 가능하게 하며, 제어기능이 있는 리모콘, 제어기 등으로 자동 조절수단(130)의 회전을 단계별로 제어할 수 있다.

또한, 유도관(120)을 통해 유도실(140)로 이동하여 급수예열기(104)를 통과한 폐가스 방출량을 조절하기 위해 유도관(120)의 배출관(124) 측과 연결된 유도실(140) 일측에 송풍팬(150)을 장착하여 열 발생 기구로부터 유도되는 폐가스량의 정도 또는 폐가스의 원활한 방출이 요구될 때 정지상태의 모터(도면 미 도시)를 구동시켜 송풍팬(150)으로 하여금 강제방출을 유도할 수 있게하고, 또한 송풍팬(150)의 구동속도를 모터의 단계별 제어장치(도면 미 도시)를 조작하여 선택적으로 상황에 따라 조작 사용할 수 있게 하여 폐가스의 방출량을 조절할 수 있게 한다.

이와 같이, 본 발명의 폐가스가 잔여하는 폐열을 회수하는 폐열 회수장치(100)는 보일러 또는 임의의 열 발생 기구로부터 발생되는 폐가스를 방출시키기 위해 설치된 연도(102)의 중간 부분에 덕트(110)를 구성하여 일체로 체결한 후, 연도(102)를 통해 유도되는 폐가스를 소정의 잔여 열량과 함께 덕트(110)내로 유도한다.

이때, 덕트(110)와 연결된 유도관(120)에 고정된 자동 조절수단(130)이 유입관(122) 및 배출관(124)이 개방되도록 개방회전하면, 덕트(110)의 직선통로가 차단되어 덕트(110)에서 유도관(120)의 개방되는 유입관(122)이 형성되며, 유도관(120)의 유입관(122)으로 개방되어 있는 상태에서 폐가스는 유도실(140)로 유도되어 내부로 진입을 하게 되는 것이다.

아울러, 폐가스는 유입관(120)을 통해 유도실(140)로 이동하여 급수 예열기(104)로 진입하고, 유도실(140)과 연결된 급수예열기(104)에 구성된 다수의 파이프 수관(106) 사이의 공간을 통과하여 폐가스의 폐열이 파이프 수관(106)에 저장된 물을 가열하게 되어 폐열을 재활용하게 된다.

여기서, 급수 예열기(104) 내부에 저장된 물은 급수 예열기(104) 일측의 급수관(108)을 통해 물을 파이프 수관(106)에 공급하게 되며, 다수의 파이프 수관(106)을 통해 순환되어 송출관(109)을 통해 임의의 사용처로 유도시켜 사용하게 된것으로 파이프 수관(106) 내부를 통하는 물은 유도실(140)에서 유도된 고온의 폐가스가 파이프 수관(106)의 외면과 접촉되면서 내부에서 순환되는 물을 데워주게 되어 물이 끓게되는 것이다.

이러한, 파이프 수관(106)에 저장된 물의 순환경로가 계속적으로 이루어지면서 고온의 페가스에 잔여하고 있던 열량으로 데워진 물을 사용자의 선택된 사용처에 유도시켜 산업이 이용할 수 있게 된다.

이와 같이, 본 발명의 폐열 회수장치(100)는 덕트(110)를 통해 폐가스의 유입과 배출을 유도하는 유도관(120)을 덕트(110)의 공간에서 하나의 공간으로 개방되어지게 구성하면서 유도관(120)의 내부에서 폐가스의 유입과 배출을 조절하는 자동 조절수단(130)을 하나의 구성요소로 제작하여 폐열이 급수예열기(106)로 이동하는 경로가 짧아 열 손실을 저감시켜 열회수를 극대화 할 수 있으며, 설치 공간을 최소화할 수 있어 설비 비용을 현저히 감소시킬 수 있는 것이다.

또한, 열 발생 기구로부터 발생되는 폐가스 중에 잔여하고 있는 열량을 회수하여 재활용할 수 있게 됨에 따라 에너지 절약에 큰 효과를 가져올 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 급수 예열기를 통하여 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 열매체유, 고온 공기 등을 가열하는 다양한 수정 및 변형이 가능하며, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것이 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 종례의 댐퍼가 3개로 구성된 폐열회수 열교환기를 나타낸 도면.

도 2는 본 발명에 따른 열 발생 기구로부터 발생되는 폐가스의 폐열 회수장치의 구성도.

도 3은 본 발명에 따른 열 발생 기구로부터 발생되는 폐가스의 폐열 회수장치의 조절댐퍼 회전을 나타낸 도면.

도 4는 본 발명에 따른 열 발생 기구로부터 발생되는 폐가스의 폐열 회수장치의 조절댐퍼 차단회전을 나타낸 도면.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100:폐열 회수장치 102:연도

104:급수 예열기 106:파이프 수관

108:급수관 109:송출관

110:덕트 120:유도관

122:유입관 124:배출관

130:조절댐퍼 132:지축

140:유도실 150:송풍팬

Claims (3)

1. 보일러, 소각로, 냉온수기, 발전소 등의 열 발생 기구로부터 발열된 열량을 소정의 목적에 사용되고, 연소가스가 연도를 통해 외부로 방출되는 폐가스 중의 잔여 열량을 재활용할 수 있도록 한 폐열 회수 장치에 있어서,

   폐가스를 방출시키기 위해 설치된 상기 연도에 결착되어 상기 폐가스를 소정의 잔여 열량과 함께 유도되도록 하는 덕트;

   상기 덕트를 통해 상기 폐가스의 유입과 배출을 유도하는 것으로 상기 덕트의 공간에서 하나의 공간으로 개방되어 있는 유도관;

   상기 유도관의 내부에 지축으로 회전 가능하게 결합되어 상기 폐가스의 유입과 배출을 조절하는 자동 조절수단; 및

   상기 유도관에 연결되어 급수 예열기 내부로 유도하여 파이프 수관 사이로 공간을 통과한 상기 폐가스를 유도관으로 배출을 유도하여 상기 덕트를 지나 상기 연도를 통해 상기 폐가스가 방출되도록 하는 유도실;

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐열 회수장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 자동 조절수단은

   상기 유도관의 지축에 회전 가능하게 결합되어 좌, 우 회전 각도를 조절하여 선택적으로 폐가스의 입출량과 방출량을 조절하는 것을 특징으로 하는 폐열 회수장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 유도관에는

   상기 자동 조절수단의 회전 방향에 따라 상기 폐가스가 유입되는 유입관과 이 폐가스가 배출되는 배출관이 형성되는 것을 특징으로 하는 폐열 회수장치.

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